MODELOS DE COMPUTADORA EN EL DISEÑO DE AERONAVES

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Como la computadora influye en el diseño de las aeronaves

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MODELOS DE COMPUTADORA EN EL DISEÑO DE AERONAVES
  1. Dos conceptos importantes en la solución de los enormes sistemas de ecuaciones de este tipo:
    1. Matrices particionadas: Es un sistema típico de ecuaciones de DFC tiene una matriz de coeficientes “dispersa” con la mayoría de entradas iguales a cero. El agrupar las variables en forma correcta conduce a una matriz particionada con muchos bloques de ceros.
      1. Factorizaciones de matrices: El sistema de ecuaciones es complicado, incluso cuando está escrito con matrices particionadas. Para simplificar aún más los cálculos, el programa computacional DFC aplica en el Boeing utiliza lo que se conoce como factorización LU del matriz coeficiente.
      2. La aeronave virtual empieza con un modelo matemático denominado “de alambre” que solo se encuentra en la memoria de la computadora y en las terminales de presentación gráfica. Este modelo matemático organiza e influye cada paso del diseño y la manufactura de la aeronave, tanto en el exterior como en el interior. El análisis de DFC concierne a la superficie exterior.
        1. Aunque veamos el acabado exterior de la aeronave es liso, encontramos que la superficie es complicada, un avión tiene cabinas, estabilizadores, dispositivos de sustentación, aletas, alerones, alas y fuselaje.
          1. El analisis de una solución de un sistema de flujo de aire, Se tiene que visualizar el flujo de aire.para ello, utilizan gráficos generados por computadora, junto con ayuda del álgebra lineal que proporciona las herramientas para trazarlas. El modelo de marco de alambre de la superficie de la aeronave lo almacenamos como datos en muchas matrices.
            1. Una vez que se presenta la imagen en una pantalla de computadora, los ingenieros pueden modificarla a escala, hacer acercamientos y alejamientos de zonas pequeñas, y hacerlas girar para ver partes que quedan ocultas en determinado ángulo. Cada una de esas operaciones se realiza con una multiplicación adecuada de matrices
            2. El proceso para encontrar el flujo de aire alrededor de la aeronave implica la solución repetida de un sistema de ecuaciones lineales Ax-b que nos puede dar como resultado hasta dos millones de ecuaciones y variables. El vector b cambia constantemente, con base en datos obtenidos que provienen de la malla y de las soluciones de ecuaciones previas.
              1. Un equipo de Phantom Works puede tardar desde unas cuantas horas hasta varios días para configurar y resolver un solo problema de flujo de aire. Después de que el equipo analiza la solución, podrá hacer pequeños cambios en la superficie de la aeronave, y comenzar de nuevo todo el proceso. Es posible que se necesiten miles de DFC.
              2. Una computadora crea un modelo de la superficie al superponer, primero, una malla tridimensional de “cuadros” sobre el modelo de alambre original. En esta malla, los cuadros caen completamente dentro o completamente fuera de la aeronave, o se intersecan con la superficie de esta.
                1. Despues vemos que la computadora selecciona los cuadros que se unen con la superficie y los subdivide, separando solo los más pequeños que aún se intersecan con la superficie. Este proceso de subdivisión se repite hasta que la malla se vuelve extremadamente fina. Una malla típica puede incluir más de 400,000 cuadros
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